(57)【要約】【課題】雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法であって、合否判定の所要時間を短縮でき、判定基準の一元化と客観化が可能なものを提供する。【解決手段】本発明に係わる雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法は、発生させた雑音のランダム性に基づき雑音発生用ツェナーダイオードの良品を選別する段階と、この選別した良品のツェナーダイオードと選別対象のツェナーダイオードについて、逆バイアス電圧と検波雑音電圧との関係の類似性を検査し、この類似性がある程度大きい場合にはこの選別対象のツェナーダイオードを新たな良品として選別する段階とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生させた雑音のランダム性に基づき雑音発生用ツェナーダイオードの良品を選別する段階と、
この選別した良品のツェナーダイオードと選別対象のツェナーダイオードについて、逆バイアス電圧と検波雑音電圧との関係の類似性を検査し、この類似性がある程度大きい場合にはこの選別対象のツェナーダイオードを新たな良品として選別する段階と
を有することを特徴とする雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法。
【請求項２】
請求項２において、
前記逆バイアス電圧と検波雑音電圧の関係の類似性は、この類似性の検査対象の両ツェナーダイオードに同一の逆バイアス電圧を供給し、両ツェナーダイオードから出力される雑音電力を検波し、この検波雑音電圧の差が所定の閾値以下であるか否かによって判定されることを特徴とする雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記逆バイアス電圧は掃引回路から供給され、前記検波電圧の差が所定の閾値以下であるか否かの判定は電圧比較回路を用いて行われることを特徴とする雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記電圧比較回路を用いて行われる判定結果は、異なる色の発光ダイオードの点灯によって表示されることを特徴とする雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乱数の発生回路などに利用される雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法と、この選別方法などによって選別されたツェナーダイオードを使用した安定化雑音発生回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乱数の発生回路などには、雑音発生用のツェナーダイオードが利用される。このようなツェナーダイオードには、そのツェナー電圧の近傍の逆バイアス電圧を印加すると、低周波域から１MHz 程度の範囲にわたって理想的な白色雑音に近い雑音（疑似雑音）を発生するものがある。このようなツェナーダイオードを用いた雑音発生回路は、例えば、トランジスタ技術SPECIAL N0．1(ＣＱ出版社昭和63年２月10日第４版発行）の第40頁などに記載されている。そのような逆バイアス状態のツェナーダイオードから出力される信号を増幅し、基準電圧と比較することによりハイ状態とロー状態とに２値化すると、ハイ状態の持続時間についてもハイ状態への立ち上がり間隔についてもほぼランダムなパルス信号が得られる。
【０００３】
従来、上述のようなほぼランダムな特性の雑音電圧を発生するツェナーダイオードを選別するために、選別対象のツェナーダイオードを雑音発生回路に組み込んで、実際に２値化パルスを発生させ、パルスカウンタなどを用いてそのランダム性を時間軸上で観察し、合否を判定している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法では、そのランダム性を時間軸上で観察している。このため、合否の判定に長時間を要するという問題がある。また、個々のツェナーダイオードの雑音発生特性が雑音発生回路の特性との関係にも左右されるため、判定基準の一元化が困難になるという問題もある。また、合否の判定結果に作業者の個人差が反映され易く、判定基準の客観化が困難であるという問題もある。
【０００５】
従って、本発明の一つの目的は、合否判定の所要時間を短縮でき、判定基準の一元化と、客観化とが可能な選別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係わる雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法は、発生させた雑音のランダム性に基づき雑音発生用ツェナーダイオードの良品を選別する段階と、この選別した良品のツェナーダイオードと選別対象のツェナーダイオードについて、逆バイアス電圧と検波雑音電圧との関係の類似性を検査し、この類似性がある程度大きい場合にはこの選別対象のツェナーダイオードを新たな良品として選別する段階とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
以上詳細に説明したように、本発明に係わる雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法は、発生する雑音出力のバイアス電圧依存性に基づいてツェナーダイオードを選別する構成であるから、全品についてそのランダム性を時間軸上で観察するという従来の選別方法に比べて合否の判定に要する時間を大幅に短縮でき、また、判定基準の一元化と客観化が容易になる。
【０００８】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記逆バイアス電圧と検波雑音電圧の関係の類似性は、この類似性の検査対象の両ツェナーダイオードに同一の逆バイアス電圧を供給し、両ツェナーダイオードから出力される雑音電力を検波し、この検波雑音電圧の差が所定の閾値以下であるか否かによって判定するように構成されている。
【０００９】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、前記逆バイアス電圧は掃引回路から供給され、前記検波電圧の差が所定の閾値以下であるか否かの判定は電圧比較回路を用いて行われるように構成されている。
【００１０】
本発明のさらに他の好適な実施の形態によれば、前記電圧比較回路を用いて行われる判定結果は、異なる色の発光ダイオードの点灯によって表示されるように構成されている。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例に係わる雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法に使用する選別回路の構成を示す機能ブロック図であり、ＺＤは良品の雑音発生用ツェナーダイオード、ＺＤは選別対象のツェナーダイオード、ＳＷＰは逆バイアス電圧の掃引回路、ＡＭＰ１，ＡＭＰ２は増幅回路、ＤＴ１，ＤＴ２は検波回路、ＣＭＰ１〜ＣＭＰ４は電圧比較回路、Ｖ１〜Ｖ３は基準電圧供給回路、ＰＤ１〜ＰＤ３は発光表示回路である。
【００１２】
まず、上記従来の選別方法に従って、選別対象のツェナーダイオードを雑音発生回路に組み込んで疑似雑音を発生させ、この疑似雑音を２値化した２値化パルス波形のランダムさをパルスカウンタを用いて時間軸上で実際に観察することにより、良品を選別する。このようにして選別した良品ＺＤと、選別対象のツェナーダイオードＺＤとを図１に示す選別回路に組み込み、逆バイアス電圧掃引回路ＳＷＰから10Hz程度の周期で掃引される逆バイアス電圧を供給する。
【００１３】
良品のツェナーダイオードＺＤと選別対象のツェナーダイオードＺＤのそれぞれから発生した疑似雑音は、それぞれバイアス抵抗器、直流阻止コンデンサ、増幅回路ＡＭＰ１，ＡＭＰ２とを通して検波回路ＤＴ１，ＤＴ２に供給され、直流の検波電圧に変換される。これらの検波電圧ａ，ｂは、電圧比較回路ＣＭＰ１に供給され、ここで差電圧ｃが作成される。
【００１４】
図２は、上記検波電圧ａ，ｂと、それぞれの差電圧ｃの実測例を示す実験データである。図２において、横軸は逆バイアス電圧、縦軸は検波電圧と差電圧である。ただし、差電圧ｃについは、検波電圧ａ，ｂよりも感度を２倍高めて表示している。
【００１５】
電圧比較回路ＣＭＰ１から出力される差電圧ｃは、電圧比較回路ＣＭＰ３，ＣＭＰ４において、上限値α（＞０）と、下限値−αのそれぞれと比較される。ｃ≦αであれば、電圧比較回路ＣＭＰ３から出力される電圧はハイになり、発光表示回路ＰＤ２は良品と判定するうえで問題がないことを表示するための緑色で発光する。
【００１６】
これに対して、ｃ＞αの場合には、電圧比較回路ＣＭＰ３から出力される電圧はローになり、発光表示回路ＰＤ２は良品と判定するうえで問題があることを表示するための赤色で発光する。また、ｃ≧−αであれば、電圧比較回路ＣＭＰ４から出力される電圧はハイになり、発光表示回路ＰＤ３は良品と判定するうえで問題がないことを表示する緑色で発光する。これに対して、ｃ＜−αの場合には、電圧比較回路ＣＭＰ４から出力される電圧はローになり発光表示回路ＰＤ３は問題があることを表示する赤色で発光する。
【００１７】
すなわち、差電圧ｃが±αの間に入っていれば、すなわち、検波電圧ａとｂの逆バイアス電圧に対する依存性が互いにある程度類似していれば、発光表示回路ＰＤ２とＰＤ３は、選別対象のツェナーダイオードを良品と判定することに関して問題がないことを示す緑色で点灯する。これに対して、差電圧ｃが±αの間を逸脱すると、検波電圧ａとｂの逆バイアス電圧に対する依存性が互いに類似しておらず、従って、発光表示回路ＰＤ２とＰＤ３の一方又は双方は、選別対象のツェナーダイオードを良品と判定することに関して問題があることを示す赤色で点灯する。
【００１８】
上記差電圧に関する良否の判定に加えて、電圧比較回路ＣＭＰ２では、選別対象のツェナーダイオードＺＤから発生された疑似雑音の検波電圧ｂが所定の基準値γと比較される。一般に、ツェナーダイオードの疑似雑音の検波電圧は、その良否に無関係に、最初のピークにおいて最大になる。
【００１９】
従って、電圧比較回路ＣＭＰ２では、事実上、最初のピークにおける電圧が基準値γと比較されることになる。最初のピーク値がγ以下であれば、電圧比較回路ＣＭＰ２の出力はハイとなり、発光表示回路ＰＤ１は問題がないことを表示する緑色で点灯する。これに対して、最初のピーク値がγよりも大きい場合には、電圧比較回路ＣＭＰ２の出力はローとなり、発光表示回路ＰＤ１は良品として選別するには問題があることを表示する赤色で点灯する。
【００２０】
この選別回路の操作者は、上記三つの発光表示回路ＰＤ１〜ＰＤ３のいずれもが緑色で点灯していること、すなわち、−α≦ｂ−ａ≦α、かつ、ｂ≦γの条件を満たす場合だけ、選別対象のツェナーダイオードを雑音発生用の良品として選別する。なお、ｂ≦γの条件が満たされない場合には、ｂ−ａ≦αの条件も満たされない場合が多いため、回路の簡略化と低コスト化の点でｂ≦γの条件判別を省略することもできる。
【００２１】
上記実施例では、検波雑音電圧のバイアス電圧依存性と最終的な合否とは十分大きな相関を有している。しかしながら、さらに合格率を高めるために、まず、逆バイアス電圧の印加状態で発生する雑音出力のバイアス電圧依存性に基づいてツェナーダイオードを一次選別し、この一次選別したツェナーダイオードについて、雑音の発生状況を時間軸上で観測することによって最終的な選別を行うという２段構えの構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の他の実施例に係わる雑音発生用ツェナーダイオードの選別方法に使用する選別回路の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の選別回路で発生する検波電圧とそれぞれの差電圧の具体例を示す実験データである。
【符号の説明】
【００２３】
SWP       逆バイアス電圧掃引部
AMP1,AMP2 増幅部
DT1,DT2   検波部
ZD          良品のツェナーダイオード
ZD          選別対象のツェナーダイオード
CMP1〜CMP4  電圧比較回路
V1〜V3      基準電圧供給回路
PD1 〜PD3   発光表示回路
【図１】
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【図２】
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